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酒钢不锈钢除尘灰生产含铬烧结矿试验
2019-02-20
针对酒钢本部循环利用不锈钢除尘灰有直接还原装置电炉、矿热炉,但造块无冷压 球、链篦机—回转窑生产线的问题,通过烧结杯试验及工业试验,进行了配用不锈钢除尘灰生产含 铬烧结矿的研究。研究结果表明:不锈钢除尘灰单配生产含铬烧结矿是可行的,烧结机利用系数为 1. 17 t/ (m2·h)、烧结矿转鼓指数达到了75. 83%,产品符合电炉、转炉使用要求,使酒钢本部具备 高效循环利用不锈钢除尘灰的整条工艺链。
Serial No. 597 January. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 597期 2019 年 1 月第 1 期 酒钢不锈钢除尘灰生产含铬烧结矿试验 肖朝忠ꢀ 汪ꢀ 晶ꢀ 叶传勇 ( 酒钢集团宏兴股份公司选烧厂) ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 针对酒钢本部循环利用不锈钢除尘灰有直接还原装置电炉、矿热炉,但造块无冷压 球、链篦机—回转窑生产线的问题,通过烧结杯试验及工业试验,进行了配用不锈钢除尘灰生产含 铬烧结矿的研究。 研究结果表明:不锈钢除尘灰单配生产含铬烧结矿是可行的,烧结机利用系数为 2 . 17 t/ (m ·h)、烧结矿转鼓指数达到了 75. 83% ,产品符合电炉、转炉使用要求,使酒钢本部具备 1 高效循环利用不锈钢除尘灰的整条工艺链。 关键词ꢀ 不锈钢除尘灰ꢀ 含铬烧结矿ꢀ 循环利用 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 01. 031 ꢀ ꢀ 不锈钢除尘灰中主要金属物为铁、铬、镍的氧化 表 1ꢀ 试验原料化学成分 % 原料 TFe Cr 2 O 3 NiO CaO SiO 2 MgO Al 2 O 3 烧失 物,如不及时处理,将造成环境污染;同时所含铬、镍 [ 1] 不锈钢 除尘灰 等贵金属资源也得不到利用 。 直接还原法是回 收不锈钢除尘灰中贵金属的重要方法之一,即将除 尘灰造块,然后将团块加入到直接还原装置中进行 熔融还原 。 29. 93 15. 49 1. 05 10. 4 4. 32 9. 61 0. 68 哈萨克斯 坦铬铁矿 9 . 03 47. 36 0. 6 9. 79 24. 18 8. 56 5. 16 混匀精矿 60. 3 1. 31 8. 96 3. 73 54. 55 2. 26 16. 05 10. 03 0. 6 2. 44 80. 00 1. 85 膨润土 焦粉 4. 73 造块采用冷压球、链篦机—回转窑工艺居多,直 接还原装置使用矿热炉、电炉的比较广泛。 酒钢本 部有直接还原装置电炉、矿热炉,有抽风式烧结机生 产线 4 条,但无冷压球、链篦机—回转窑生产线。 结 合酒钢本部实际情况,利用烧结机生产含铬烧结矿, 完成不锈钢除尘灰的造块环节,使酒钢本部具有高 效循环利用不锈钢完整生产链是唯一的途径。 烧结 机大量配加不锈钢除尘灰生产含铬烧结矿鲜有文献 资料,为此进行该方面的试验研究。 ꢀ ꢀ 注:焦粉固定碳 80. 87% ,挥发分 1. 95% 。 形式存在,干料直接配加混合料成球性差;同时,混 合制粒过程中生石灰没有完全消化完毕,导致烧结 过程中生球膨胀粉化,烧结过程无法进行,因此,需 要配料前对不锈钢除尘灰进行加水消化及湿润。 1 . 2. 1ꢀ 试验方法 木箱内将不锈钢除尘灰铺薄薄一层,洒水润湿、 消化;反复铺料、反复洒水,直到把箱子铺满,水浇 透,然后静置。 1 ꢀ 烧结杯试验 1 . 2. 2ꢀ 试验过程 1 . 1ꢀ 试验原料 不锈钢除尘灰消化后放置 5 h 出现了膨胀、发 试验所用原料有不锈钢除尘灰、哈萨克斯坦铬 热现象,体积膨胀了 30% ~ 40% 、料温 60 ~ 70 ℃, 物料内部又出现了干料。 将膨胀突出物料铲出,2 次加水润湿,放置 24 h 后再未出现膨胀、发热现象。 铁矿、混匀精矿、粘结剂(膨润土)、燃料(焦粉) (见 表 1)。 由表 1 可见,不锈钢除尘灰含有较高的铁、铬等 有用元素,CaO 含量高,属碱性物料;哈萨克斯坦铬 铁矿属高铬高镁矿,混匀精矿属高品高硅精矿。 1 . 2. 3ꢀ 试验结果 不锈钢除尘灰消化及湿润要分两次加水,第 1 次加水消化 5 h 后,第 2 次加水湿润,湿润时间要大 于 24 h,才能将不锈钢除尘灰完全消化。 1 . 2ꢀ 不锈钢除尘灰消化试验 不 锈钢除尘灰亲水性差,且CaO主要以生石灰 1 1 . 3ꢀ 烧结杯试验 . 3. 1ꢀ 配料方案及工艺参数 烧结杯试验配料见表 2,试验主要工艺参数见 ꢀ ꢀ 肖朝忠(1975—),男,工程师,735100 甘肃省嘉岭关市。 1 36 ꢀ ꢀ 肖朝忠ꢀ 汪ꢀ 晶等:酒钢不锈钢除尘灰生产含铬烧结矿试验ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 1 月第 1 期 表 3。 76. 25% 。 对含铬烧结矿而言,利用系数、成品率、转 鼓强度等指标比较理想。 不锈钢除尘灰处循环利用 的周期最短;同时不需要配加价值高的矿种,经济性 较好。 ④烧结杯试验得出:不锈钢除尘灰需要消化 及湿润后,烧结机才具备生产含铬烧结矿的条件。 不锈钢除尘灰配加哈萨克斯坦铬铁矿、外购混匀精 矿及单配生产含铬烧结矿是可行的。 最佳的不锈钢 表 2ꢀ 烧结杯试验配料 % 试验 不锈钢 哈萨克斯 混匀 氧化 膨润 编号 除尘灰 坦铬精矿 精矿 铁皮 焦粉 返矿 土 6. 0 0 BG50 BH50 B100 40. 5 49. 5 92. 0 40. 5 0 40. 0 0 0 0 0 13. 0 10. 5 8. 0 20 20 20 0 0 0 表 3ꢀ 烧结杯试验主要工艺参数 料层 mm 00 点火时间 / min 点火负压 / Pa 烧结负压 混合料水分 除尘灰循环利用方式是单配生产含铬烧结矿,再电 / / Pa / % [2] 炉、矿热炉回收 。 7 6 6 000 10 000 9 ~ 10 2 ꢀ 工业试验 # 1 . 3. 2ꢀ 烧结主要参数及烧结矿理化指标 烧结杯试验控制参数汇总见表 4,烧结杯试验 成品质量汇总见表 5。 酒钢本部 3 烧结机设计为生产酸性小球烧结 矿生产线,是一个完全独立的生产系统;同时,烧结 # 矿储存仓具备汽车运输条件。 因此,选择 3 烧结机 表 4ꢀ 烧结杯试验控制参数汇总 生产含铬烧结矿。 结合生产实际,制定除尘灰消化 湿润 方 案, 主 要 步 骤: 防 渗 漏 池 中 干 除 尘 灰 按 照 1 000 t 为一堆围成“ 凹” 状,低凹处打水浸泡 5 h;再用机械翻混 3 遍,同时较干部分喷水放置 24 h, 运输到生产线池中进行使用。 各步骤取样分析水 份,量化各步骤的加水量。 物料准备示意见图 1。 利用 烧结 时间 垂烧 速度 成品率 转鼓 料层 负压 试验 系数 / % 指数 / mm / Pa 编号 / (t/ (m ·h)) / min / (mm/ min) 2 / % BG50 BH50 B100 1. 65 1. 50 1. 49 24. 88 28. 14 33. 72 20. 76 26. 02 26. 90 85. 92 56. 25 700 10 000 89. 45 61. 25 700 10 000 81. 46 76. 25 700 10 000 表 5ꢀ 烧结杯试验成品质量汇总 化验 碱度 试验 TFe Cr 编号 / % / % O SiO / % CaO MgO Al / % / % / % O S P 2 3 2 2 3 / % / % / 倍 BG50 19. 16 34. 9 11. 51 9. 88 12. 94 5. 39 0. 125 0. 02 0. 86 BH50 42. 11 10. 25 8. 10 15. 92 3. 54 1. 82 0. 405 0. 07 1. 97 BG100 26. 05 18. 24 10. 54 20. 61 6. 75 3. 45 0. 282 0. 03 1. 96 图 1ꢀ 物料准备示意 2 . 1ꢀ 生产工艺及参数 ꢀ ꢀ 由表 4 可知:①哈萨克斯坦铬铁矿配加 40% 不 生产工艺流程见图 2,工艺参数汇总见表 6。 锈钢除尘灰后,烧结时间 24. 88 min,利用系数 1. 65 2 t/ (m ·h),成品率为 85. 92% ,转鼓强度 56. 25% 。 利用系数、成品率、转鼓强度等指标表明,哈萨克斯 坦铬矿配加提前润湿的不锈钢除尘灰生产含铬烧结 矿是可行的。 低强度的含铬烧结矿运输到不锈钢电 炉、铁合金矿热炉使用过程中产生大量粉末,又要返 回烧结重新结块;同时昂贵的哈萨克斯坦铬铁矿可 直接配用到矿热炉使用,通过烧结工艺稀释后再回 收利用;同时不锈钢除尘灰循环利用周期长,经济性 较差。 ②外购混匀精矿配加 50% 不锈钢除尘灰后, 图 2ꢀ 生产工艺流程 表 6ꢀ 工艺参数汇总 除尘灰水份 / % 料层 / mm 主管负压 主管温度 混合料水分 / Pa / ℃ / % 2 5 ~ 8 700 9 000 ~ 11 000 90 ~ 120 9 ~ 10 烧结时间 33. 72 min,利用系数 1. 50 t/ (m ·h),成 2 . 2ꢀ 生产试验结果分析 品率 89. 45% ,转鼓强度 61. 25% 。 对含铬烧结矿而 言,利用系数、成品率、转鼓强度等指标均较好。 高 铁品位的含铬烧结矿不锈钢电炉、铁合金矿热炉使 用过程中需要配加更多的贵金属矿稀释铁元素含 量,才能达到产品质量的要求,不锈钢除尘灰循环利 用周期长,经济性相对较差。 ③不锈钢除尘灰单配 烧结杯试验结果表明,烧结时间 26. 02 min,利用系 烧结矿物理化学成分见表 7。 2 ꢀ 由表 7 可知:①利用系数为 1. 17 t/ (m ·h),主 ꢀ 要原因是烧结杯试验是在理想状态下完成烧结过程 得出的指标,实际生产过程中受烧结机漏风率、生产 过程波动等影响,利用系数应下降约 20 个百分点。 ② TFe 品位、Cr2 O3 品位、碱度波动范围较大,主要是 不 锈钢除尘灰主要成分波动较大( 下转第172页) 37 2 数 1. 49 t/ ( m · h), 成品率 81. 46% , 转 鼓 强 度 1
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